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MONDE
NUMÉRIQUE
MONDE
PHYSIQUE
MONDE
HUMAIN
SCIENCE
DES
DONNÉES
LOGICIELS
ÉTERNELS
2018
2022
MODÈLES
ET
INTÉRACTIONS
DOSSIER
focus >
Apprendre le
langage naturel
aux machines
BD >
Le raccourci clavier :
une meilleure interaction
entre l’Homme et la machine
#07
LE MAGAZINE DU CENTRE INRIA LILLE - NORD EUROPE
JUIN. 2018
Plan strategique Inria
Les priorités
scientifiques lilloises
-
eDi
TO
02
En 2017, Inria a conçu la 6e édition de son plan stratégique scientifique.
Ce plan dévoile les grandes orientations de recherche et les ambitions
scientifiques de l’institut pour la période 2018-2022. Il a également
pour objectif d’identifier les attentes sociétales majeures, qui doivent
avoir un impact sur les activités scientifiques d’Inria. L’institut a ainsi
dressé une liste de 19 défis scientifiques qu’il se propose de relever dès
aujourd’hui et ce jusqu’en 2022. Chaque centre Inria s’inscrit dans ce
plan stratégique au travers des thèmes et défis qui traduisent l’expertise
de ses chercheurs.
Le centre Inria Lille - Nord Europe se concentre sur trois principaux
domaines de recherche que sont « sciences des données », « logiciels
éternels » et « modèles et interactions : monde numérique, physique,
humain ». Le dossier de ce magazine présentera donc la stratégie du
centre au travers de ces thèmes et des cinq défis que nous avons co-
construits avec nos partenaires académiques et économiques.
Ce magazine met également à l’honneur deux sujets d’actualité :
l’intelligence artificielle, au travers d’une collaboration avec l’Université
de Californie du sud sur le traitement automatique en langue naturelle,
et l’interaction Homme-machine, avec un projet de recherche sur les
raccourcis clavier.
L’année 2018 est marquée de temps forts pour le centre. Tout d’abord,
nous conduisons des travaux dans le contexte de l’I-Site Université
Lille Nord – Europe, dont nous sommes membre fondateur et qui
doit conduire à une grande université européenne. Nous travaillons
également à l’établissement d’un accord-cadre avec EuraTechnologies.
Cet accord-cadre trouvera sa première action dans un moment clé : la
célébration des 10 ans du centre et l’inauguration de notre nouveau
bâtiment, le bâtiment Place situé au cœur d’EuraTechnologies. Prévu en
fin d’année, cet événement mettra en lumière l’excellence scientifique
portée par Inria, au cœur de cet incubateur du numérique, acteur majeur
national et européen.
Je vous souhaite à tous et toutes de passer un très bel été,
Isabelle HERLIN
0303
MONDE
NUMÉRIQUE
MONDE
PHYSIQUE
MONDE
HUMAIN
SCIENCE
DES
DONNÉES
LOGICIELS
ÉTERNELS
2018
2022
MODÈLES
ET
INTÉRACTIONS
SOm
MAIRE
dessine-moi la recherchE 14-15
focus 16-17
• LEGO : apprendre le langage naturel aux machines
best-of 18-19
portrait 20-21
• Valéria Loscri : exploiter la lumière pour transporter
de l'information
rendez-vous 22
contact 23
dossier
• Plan stratégique Inria : les priorités scientifiques lilloises
06-13
face a face
• Isabelle Herlin 04
• Jean Christophe Camart 05
Semestriel édité par Centre de recherche Inria Lille - Nord Europe : Parc scientifique de la Haute Borne, 40, avenue Halley. Bât. A, Park Plaza, 59650 Villeneuve
d’Ascq. contact-lille@inria.fr. Directrice de publication : Isabelle Herlin. Rédactrice en chef : Julie Lattès. Coordinatrice : Marion Blasquez. Conception graphique et
mise en page : Thomas Boone agence KaméléCom, 171/173 rue Carnot, 59155 Faches Thumesnil. Image de couverture : d’après un design graphique de Sandra
Camaret / grandensemble.net. Rédacteurs : Franck Deflandre agence KaméléCom / Direction et service communication et médiation Inria Lille - Nord Europe.
Crédits photos :©Inria/PhotoC.Morel-Inria/PhotoG.Scagnelli-Inria/PhotoA.Decarpigny-Inria/PhotoF.Carette-Inria/PhotoKaksonen-Inria/PhotoP.Caron-Inria
/PhotoN.Fagot©PhotoJ.-C.Camart©Fotolia. Impression:C&PPartenairesConseil-0320271189.Lecentreremerciechaleureusementl’ensembledescontributeurs,
collaborateurs et partenaires de ce septième numéro de Lille by Inria. Imprimé en juin 2018 - Série limitée à 1000 exemplaires.
04
> Inria vient d'élaborer son plan
stratégique scientifique 2018-
2022. Quel en est l’objectif ?
Les 180 équipes-projets de
l’institut ont participé à cette
réflexion conduite par notre
directeur général délégué
à la science. Pour élaborer
cette stratégie scientifique, nous
avons mené des discussions avec
nos partenaires académiques et
industriels, de la start-up jusqu’au
grand groupe. À travers ce nouveau
plan, notre vocation est à la fois de
« comprendre le monde mais aussi
d’agir sur lui ». Inria a ainsi choisi de
se focaliser sur 8 thèmes de recherche
dans le domaine du numérique, qui
auront aussi un impact sur l’évolution
de la société. Parallèlement, l’institut
a défini 19 défis scientifiques, que
les équipes-projets s’engagent à
relever sur cette période pour les
faire progresser significativement.
Enfin, plus largement, ce plan
stratégique permet de mettre en
perspective l’influence du numérique
avec la transformation de notre
société.
> Quelle sera la stratégie du centre
Lille - Nord Europe pour répondre à
ces défis ?
Les équipes-projets du centre, dont
la plupart commune avec l’Université
de Lille, ont choisi de s’impliquer
dans 5 défis, en lien direct avec les
3 domaines de recherche que sont
« sciences des données », « logiciels
éternels » et « modèles et interactions :
monde numérique, physique, humain ».
Pour faire progresser ces défis, nous
devons inciter de nouveaux talents
scientifiques à s’impliquer à nos
côtés. Cet enjeu d’attractivité est bien
évidemment partagé avec l’Université
de Lille et avec les partenaires
académiques de notre écosystème.
Inria a, par exemple, mis en place un
système de Chaire internationale, qui
permet à un chercheur expérimenté
de nous rejoindre pour une durée
de 12 mois répartis sur 5 années
civiles, avec la possibilité pour lui de
recruter un post-doctorant. Les 5
défis choisis s’intègrent également
dans notre stratégie de transfert de
technologie. Ainsi, les profils des
nouveaux ingénieurs recrutés pour
notre plate-forme InriaTech sont en
adéquation avec les compétences
requises pour ces défis. Enfin, le centre
organise une série d’événements pour
impliquer l’ensemble des personnels
scientifiques.
> Quelle interaction scientifique au
regard de ces défis avec les acteurs
du territoire ?
Nous ne concevons pas la recherche
sans une politique de partenariat très
forte et la plupart de nos équipes-
projets travaillent en collaboration
avec des partenaires académiques.
C’est donc logiquement en lien avec
l’ensemble des acteurs des Hauts-
de-France que nous avons choisi les
sujets des défis. Ainsi le projet CPER
Data que nous coordonnons avec pour
partenaires l’Université de Lille, l’École
Centrale de Lille, l’IMT Lille-Douai et le
CNRS s’inscrit naturellement dans ce
cadre. Il concerne la donnée dans son
cycle de vie global, de sa captation à
son interprétation. S’agissant des
acteurs institutionnels, tels que la
Région ou l’Europe, nous observons
un lien fort entre certains thèmes
choisis par notre institut et la stratégie
de spécialisation intelligente définie
en région : intérêt commun pour
l'ubiquitaire, la santé, le e-learning,
le e-commerce. En particulier, il faut
noter notre intérêt commun autour de
l’ubiquitaire, de la santé, du e-learning
et du e-commerce. Notre interaction
est également très forte avec les
acteurs économiques.
Nos partenaires industriels ont ainsi été
présents pour soutenir la proposition
d’I-Site Université Lille Nord - Europe
acceptée en février 2017, ils sont
là pour porter la candidature d’IHU
PreciDiab et enfin, ils se mobilisent
avec nous pour cette compétition
annoncée vers un institut dédié à
l’intelligence artificielle. La création
d’un tel institut sera nécessairement
le fruit d’une implication collective des
acteurs régionaux.
º inria.fr/plan-strategique
// face a face
Interviews
Isabelle Herlin >
Directrice du centre Inria
Lille – Nord Europe
#07 JUIN 2018 05
Jean-Christophe Camart >
Président de l’Université de Lille
> Vous êtes le premier président
de l’Université de Lille, créée
au 1er janvier. Parallèlement, la
fondation partenariale portant
le projet I-Site Université Lille
Nord-Europe (ULNE) voit le
jour. En quoi ces évolutions
impactent-elle la stratégie de
recherche d’une des plus grandes
universités françaises ?
Avec la création de l’Université
de Lille, en lieu et place de Lille 1,
Lille 2 et Lille 3, nous entrons dans
une autre dimension. Ce contexte
offre des perspectives encore plus
ambitieuses au projet I-Site Université
Lille Nord-Europe, véritable catalyseur
d’excellence. Grâce aux fonds du
Programme d’Investissements
d’avenir, l’I-Site permet de fédérer
les établissements d’enseignement
supérieur et de recherche, le CHU,
l’Institut Pasteur, mais aussi des
acteurs du monde socio-économique
de la métropole lilloise pour co-
construire des projets de recherche
ambitieux. C’est un levier pour nous
hisser collectivement vers le haut.
> Quelle place les sciences du
numérique ont-elles au sein de
l’Université de Lille ?
La place des sciences du numérique
est très importante au sein de
l’Université de Lille. Avec le laboratoire
CRIStAL, le plus grand au nord de
Paris dans le domaine du numérique,
nous pouvons compter sur un atout
de poids. Il est composé de plus de
400 chercheurs qui travaillent sur
des thématiques liées aux grands
enjeux scientifiques et sociétaux
actuels : big data, interaction Homme-
machine, bio-informatique… avec des
applications dans les secteurs de
l’industrie du commerce, de la santé,
des smart grids. Je pense aussi à
la Maison de la Simulation à Lille,
lancée en 2016 - dont l’objectif est
de favoriser la recherche autour de la
simulation numérique, du calcul haute
performance - et à notre mésocentre
de calcul hébergé au sein de son
Centre de Ressources Informatiques.
> Quel regard portez-vous sur les
initiatives communes entre Inria et
l’Université de Lille ?
La création du centre Inria de Lille a
permis de dynamiser les sciences du
numérique au niveau métropolitain.
Nous associons nos forces à travers
des initiatives communes, comme
notre participation conjointe à des
projets retenus au contrat de plan
État-Région, ou à la dynamique sur
l’intelligence artificielle impulsée par
le rapport Villani. Nous pouvons ainsi
répondre à des appels à projets de
grande ampleur. Cette collaboration
est essentielle, dans un contexte où
nous devons profiter d’un écosystème
très favorable, avec par exemple la
présence d’EuraTechnologies qui
héberge près de 300 entreprises,
travaillant notamment sur le digital ou
la cybersécurité. Travailler ensemble
est le meilleur moyen de tirer profit de
ce remarquable potentiel.
º univ-lille.fr
// dossier
06
SOmMAIRE
Des ambitions scientifiques
au service de grands enjeux 	
societaux 07
ThEmatiques de recherche 08
Defis strategiques 09
• Des interactions adaptatives avec les humains
tout au long de la vie 09
• Relier les échelles de temps ou d’espace 10
• La science des données pour tous 11
• Vers un internet des objets sûr et fiable 12
• Logiciels éternels 13
Plan strategique Inria :
Les priorités
scientifiques lilloises
-
#07 JUIN 2018 07
Plan stratégique < dossier 
Des ambitions scientifiques
au service de grands enjeux
societaux
C’est au moyen d’un plan
stratégique scientifique
ambitieux, conçu avec
les différents centres de
recherche Inria et avec les
partenaires scientifiques,
que notre Institut vient de
dévoiler ses axes de recherche
principaux pour les cinq ans à
venir. Ceux-ci représentent les
enjeux majeurs, dans le domaine
du numérique, auxquels Inria
souhaite donner la priorité.
Pour le centre Inria Lille - Nord
Europe, ce plan stratégique
représente un levier pour
contribuer au développement
et au rayonnement économique
de l’Eurorégion et de son
écosystème, et pour porter le
développement de l’excellence
scientifique en région Hauts-de-
France.
Renforcer la dyna-
mique régionale avec
le projet I-Site ULNE
Inria fait partie des membres
fondateurs du projet Université
Lille Nord-Europe (ULNE),
labellisé I-Site en 2017. Ce projet
a pour ambition de transformer
le paysage de la recherche et
de la formation dans les Hauts-
de-France. Il doit aboutir à la
création d’une grande université
internationale, qui a pour
ambition de se classer parmi
les 50 premières en Europe d’ici
10 ans. Avec ULNE, la région se
dote d’un pôle de développement
de son attractivité en matière
de recherche, en complément
des équipements d’excellence
comme par exemple l’Equipex FIT,
d’une politique de recrutements
de chercheurs de renommée
internationale et de la mise en
place de projets contrat de plan
État-Région (CPER).
Accroître la
dynamique nord-
européenne
Fort de sa situation géographique
stratégique, le centre Inria
Lille – Nord Europe a lancé
plusieurs dispositifs pour
favoriser les collaborations
entre ses chercheurs et les
talents scientifiques des pays
limitrophes. Deux équipes de
recherche ont ainsi été créées en
bi-localisation avec l’Université
Libre de Bruxelles. Neuf équipes-
projets du centre ont bénéficié du
programme « équipes associées
nord-européennes » pour des
collaborations scientifiques
avec de grandes universités ou
établissements de recherche,
comme University College of
London, University College
of Dublin, Delft University of
Technology, université de Namur,
université Libre de Bruxelles et
CWI à Amsterdam. L’objectif
du centre est de dynamiser ses
collaborations européennes pour
affirmer son positionnement en
Eurorégion.
S’ancrer dans
l’écosystème
industriel régional
Pour renforcer son position-
nement d’acteur majeur en
recherche au sein de l’écosystème
industriel, Inria vient d’acquérir
un troisième bâtiment localisé
à EuraTechnologies. Baptisé
“bâtiment Place”, il dispose d’un
espace de démonstrateurs
présentant les travaux des
équipes de recherche.
Situé au cœur de la French Tech
régionale,cenouveausiterenforce
les possibilités d’interactions
entre la communauté scientifique
et le monde socio-économique.
Les partenariats et le transfert de
compétences faisant partie des
missions d’Inria, le centre Inria
Lille - Nord Europe a innové dès
2015 en lançant une plate-forme
appelée InriaTech, à destination
des entreprises régionales.
La motivation est de répondre
aux besoins d’innovation
dans le secteur du numérique
pour les Hauts-de-France.
Sous l’impulsion du nouveau
plan stratégique, le dispositif
va poursuivre sa montée en
puissance, avec le soutien de la
Région et des fonds Feder.
808
// dossier > Plan stratégique
La stratégie du centre s’appuie sur trois principales thématiques
de recherche dans le domaine des sciences du numérique.
Science des données
Le volume des données augmente
de manière exponentielle depuis
plusieurs années, et leur gestion
représente un enjeu important.
De plus, en raison de la diversité
des données, leur traitement s’avère
de plus en plus complexe et doit
s’appuyer sur de nouvelles garanties
scientifiques, d’où la terminologie
de “sciences des données”. Les
données sont désormais produites
par tous les secteurs d’activités,
avec une convergence entre le big
data et l’intelligence artificielle, et
se présentent sous des formes
hétérogènes (réseaux sociaux, séries
chronologiques issues de capteurs
industriels). Elles sont devenues une
matière première qui ne peut être
exploitable qu’après un traitement
pertinent, permettant de répondre à
des questions telles que la prévision,
la prise de décision ou l’extraction de
connaissances au sens large.
Logiciels éternels
Les systèmes logiciels intégrés
dans un environnement numérique
doivent s’adapter aux usages et
aux évolutions technologiques,
comme par exemple l’émergence
de systèmes autonomes (comme
les robots explorateurs). Le cycle
de vie du logiciel doit donc évoluer
avec une mutation d’un système
adaptatif vers un système auto-
adaptatif. La solution passe par la
mise à disposition de méthodologies
de conception, de modélisation,
d’analyse et de maintenance de ces
systèmes logiciels, mais aussi par
le développement d’infrastructures
d’exécution (nouveaux langages
de programmation, intergiciels).
Ces éléments indispensables
contribuent à améliorer l’adaptabilité
des logiciels tout en garantissant
leurs performances en terme de
temps d’exécution et de fiabilité.
Modèles et
interactions :
monde numérique,
physique, humain
Considérons l’exemple d’un réseau
de capteurs positionnés dans un
environnement physique et chargés
d’effectuer des mesures, telles que
température ou taux d’humidité,
analysées numériquement.
Des actionneurs et une flotte de
robots physiques peuvent ensuite
agir en retour sur cet environnement,
en fonction des analyses qui auront
été faites.
Le monde physique et le monde
numérique interagissent l’un sur
l’autre : le numérique permet de
mesurer d'importantes quantités
de données sur l’environnement
physique dont l’analyse induit une
action sur cet environnement.
Pour estimer et contrôler les
interactions, les chercheurs
ont très souvent recours à la
modélisation numérique, qui
permet de prendre en compte
toutes les spécificités et contraintes
de l’environnement étudié. Dans
ces différentes interactions et
modélisations, l’humain garde
la place centrale. La simulation
de modèles mathématiques
multi-échelles nécessite ainsi
des méthodes numériques
performantes très complexes, et
qui sont développées par l'homme.
En robotique déformable, la
souplesse des matériaux permet
une interaction plus naturelle et
plus sûre entre les robots, leurs
environnements et bien sûr leurs
utilisateurs.
3
-
	 Thematiques
	 de recherche
#07 JUIN 2018 09
Plan stratégique < dossier 
Des interactions
adaptatives avec
les humains tout
au long de la vie
Les assistants numériques interactifs sont appelés à jouer un rôle
croissant dans la vie quotidienne. Leurs utilité et acceptabilité dépendent
de leur capacité à s’adapter dynamiquement à nous, humains. C’est ainsi
que la robotique déformable, utilisant des matériaux souples, est de plus
en plus utilisée pour l’assistance chirurgicale ou la création de prothèses
désormais adaptables à chaque patient. L’humain a une place tout
aussi centrale dans le domaine de l’intelligence artificielle. En effet, les
algorithmes d’apprentissage automatique prennent systématiquement
en compte les comportements individuels pour générer des contenus et
prévisions personnalisés : véhicule autonome, e-commerce, systèmes
de recommandations.
Un exemple d'application : L’ordinateur-professeur
Jusqu’à présent, la machine était conçue pour effectuer une tâche précise.
Aujourd'hui, avec l'apprentissage automatique basé sur les données, les ordinateurs
acquièrent une flexibilité leur permettant une adaptation à leur environnement,
humain notamment, en tirant partie d'expériences passées. Lors d’une collaboration
avec la start-up Otherlang, l’équipe-projet Sequel a travaillé sur le concept de
l’ordinateur-professeur, pouvant se placer au niveau de ses élèves. Otherlang est
une application proposant l’apprentissage d’une langue étrangère par un système
de recommandations. Le principe est de faire dialoguer ensemble des utilisateurs de
l’application,«matchés»enfonctiondeleurscentresd’intérêt,autourd’articlestrouvés
sur le web. Sequel a émis des préconisations pour améliorer la recommandation de
documents et d’interlocuteurs.
-
defis
stratégiques
-
Christian Duriez,
Responsable de l’équipe-projet
Defrost
« La robotique déformable
apporte un renouveau dans la
conception du robot : les futurs
robots ne seront plus “rigides”
mais constitués de structures
d é f o r m a b l e s c o m p l e x e s ,
composées d’éléments rigides
e t s o u p l e s , p r o c h e s d e s
matières organiques que l’on
peut retrouver dans la nature.
La robotique déformable est
particulièrement adaptée pour
toutes les applications où le
robot est en interaction directe
avec l’homme, notamment pour
des raisons de robustesse et de
sécurité. L’équipe-projet Defrost
propose de nouveaux outils pour
la conception, la modélisation
et le contrôle de ces robots, en
particulier lorsqu’ils sont en
interaction. »
10
// dossier > Plan stratégique
Relier les échelles
de temps
ou d’espace
Guillaume Dujardin,
Responsable de l’équipe
Mephysto-Post
Dans l'équipe Mephysto-post,
nous travaillons sur les équations
physiques décrivant la dynamique
de systèmes de particules en
interaction, et nous simulons nu-
mériquement leurs solutions. Les
modèles que nous considérons,
issus de la physique statistique
comme de l'électromagnétisme,
nous permettent par exemple
d'étudier la propagation de la
lumière dans les fibres optiques.
Nos équations et nos simulations
considèrent un grand nombre de
particules à différentes échelles
de temps et d’espace. Cela nous
permet de transposer ces modèles
à notre quotidien, à la fois sur un
plan théorique et au travers de di-
verses applications : par exemple
transfert de chaleur et limites
hydrodynamiques.
La problématique d’échelle en temps et en espace apparait dans toutes
les représentations du monde réel. L’analyse numérique s’intéresse ainsi
à la modélisation et à la simulation de l’évolution de phénomènes issus
de la physique sur des échelles de temps très variées pouvant aller de
quelques secondes à plusieurs milliers d’années. Dans le domaine de la
théorie du contrôle, il s’agit de lier les échelles temporelles et spatiales
pour, par exemple, assurer une action spatiale spécifique d’un robot
en un temps maîtrisé. Enfin, en informatique, il s’agit de développer
des architectures matérielles et logicielles massivement distribuées,
afin d’utiliser de façon optimale le temps et des ressources localisées
disponibles.
Un exemple d'application : Simulation de l’évolution
géologique
L'équipe-projet Rapsodi collabore avec l'IFP Energies nouvelles autour de problèmes
en stratigraphie numérique. L'objectif est de simuler l'évolution géologique de bassins
sédimentaires de la centaine de kilomètres sur des périodes de l'ordre du million
d'années. La problématique est double : obtenir des modèles adaptés à ces grandes
échelles spatio-temporelles, et concevoir des méthodes numériques robustes pour
résoudre ces modèles.
11#07 JUIN 2018
Plan stratégique < dossier 
La science
des données
pour tous
Nousévoluonsdansunmondeoùlaquantitédedonnéesdisponiblesexplose.
On parle ainsi de “big data”. Cette masse de données rend le traitement
très complexe et nécessite une expertise pointue. Pour être efficace, ce
processus doitdonc êtresimplifiévoireautomatisé,évolutionnécessaire
pour que l’exploration et l’interprétation de données puissent bénéficier à
moindre coût au plus grand nombre d’utilisateurs. L’enjeu est de pouvoir
rendre plus facilement accessible, même pour les non spécialistes, des
analyses autrefois considérées comme complexes, tout en conservant
leur pertinence.
Christophe Biernacki,
Responsable de l’équipe-projet
Modal
« La complexité des données
actuelles (volumétrie, hétéro-
généité, périssabilité) rend leur
analyse coûteuse avec les outils
classiques. La recherche en
science des données s’appuie sur
la statistique et l’informatique
pour garantir la validité de
nouvelles analyses automatisées
et diligentes. C’est la clé pour offrir
l’accès au plus grand nombre,
sans expertise particulière, au
“monde de la connaissance” à
partir des données. »
Un exemple d'application : Optimiser la préparation des
commandes
Pendant un an, l’équipe de recherche Inocs a travaillé avec l’entreprise Happychic
autour de l’optimisation des opérations de préparation de commandes dans
l’entrepôt de la marque Jules. La collaboration a été menée dans le cadre de la
plate-forme de transfert technologique InriaTech, avec la mobilisation d’un ingénieur.
Une solution a été développée afin d’améliorer le processus de préparation
et l’envoi de 4 000 colis au quotidien vers les 440 magasins de la marque.
L’objectif était de réorganiser l’ensemble de la chaîne en repensant
les emplacements des produits dans les entrepôts de stockage, la
constitution du contenu des colis et l’organisation des tournées. 	
L’équipe Inocs a proposé des algorithmes efficaces pour résoudre ces problèmes
avec la prise en compte d’aspects spécifiques, comme le taux de remplissage des
colis ou la pénibilité du travail des préparateurs de commande. Les tests théoriques
sont très satisfaisants pour l’entreprise : la distance totale à parcourir pour préparer
une commande est réduite de 20% ; et l'entreprise est en cours d'intégration des
algorithmes développés par l'équipe Inocs dans son système d'information.
12
// DOSSIER > Plan stratégique
Vers un internet
des objets sûr et
fiable
Le nombre d’objets connectés augmente chaque jour. Ils s’invitent dans
notre quotidien, avec des rôles de capteurs aussi bien que d’actuateurs,
et deviennent de plus en plus mobiles (smartphones, tablettes,
montres connectées, etc.). Le volume de données qu’ils génèrent
explose également, posant de nouvelles problématiques en matière de
sécurité. Ces objets doivent, en effet, pouvoir communiquer en toutes
circonstances, sans que les informations échangées soient interceptées
à des fins malveillantes. L’enjeu est donc de protéger les objets
eux-mêmes, le monde physique qui les entoure ainsi que la vie privée
des utilisateurs. Ceci conduit à de nombreuses problématiques, telles
que l’adaptation des types de communication et la détection de fautes
des algorithmes de filtrage.
Un exemple d'application : Le smart container
L’équipe-projet Fun a participé à la conception de capteurs pour la start-up de
logistique Traxens. Il s’agit de petits boîtiers équipant les containers embarqués à
bord des cargos afin de surveiller plusieurs de leurs constantes (choc, ouverture
de porte, humidité) et de les localiser en temps réel. L’un des enjeux est de trouver
la solution la moins énergivore. Fun a donc travaillé sur l’auto-organisation des
communications entre containers. Afin d’économiser au maximum l’énergie, le
principe de la mutualisation des informations remontées par les containers a été
adopté. Les communications entre différents capteurs à portée les uns des autres
ont été privilégiées afin qu’un seul container agrège les informations d’une grappe de
containers. Ensuite, ce container unique active une communication longue portée,
énergivore, pour envoyer les informations issues des containers qu’il a agrégé. Afin
d’assurer aux batteries une durée de vie importante, le capteur chargé de l’agrégation
est déterminé en fonction de ses réserves en énergie et de sa capacité à activer une
communication longue portée.
Denis Efimov,
Responsable de l’équipe
NonA-post
« La révolution de l'information
grâce aux capteurs et actuateurs
embarqués apporte de nouvelles
possibilités liées à l'internet des
objets dans presque tous les
domaines de la vie : tout devient
capteur. La problématique de la
transmission et de l’utilisation de
cette quantité d’information pour
les citoyens et la société se pose
désormais. Notre équipe étudie
ces questions en concevant des
algorithmes pour des dispositifs
de mesure et d'exécution rapides
et intelligents. »
13#07 JUIN 2018
Logiciels
éternels
Plan stratégique < dossier 
Aujourd’hui, les systèmes logiciels classiques s’exécutent dans des
environnementsricheset complexes.Ilssuiventuncycledeviecomposé
de différentes étapes avec plusieurs phases de développement, jusqu’à
leurdisparition.Afinderépondreauximpératifsliésauxdéveloppements
de systèmes autonomes, les logiciels doivent s’adapter à différentes
échelles de taille, allant du smartphone à l’immeuble connecté, en
passant par les systèmes de transport ou encore de distribution
d’énergie. Dans tous ces domaines, les logiciels doivent s’exécuter de
façon continue, ce qui nécessite une capacité d’évolution permanente,
devant tenir compte des changements technologiques tout en corrigeant
les bugs. Cette évolution dynamique, déterminante pour un nombre
croissant de secteurs de l’économie, doit respecter des contraintes de
fiabilité et de sécurité.
Un exemple d'application : Le cloud computing
Le développement du cloud computing, terme qui désigne la livraison de ressources
et de services à la demande par Internet, représente un enjeu crucial. L’équipe-projet
Spiralss’estassociéeavecl’entrepriseScalairpourcréeruneéquipemixte,dénommée
Cirrus. Son objectif est d’accompagner les entreprises 4.0 dans ce domaine.
L’approche choisie permet de proposer des solutions innovantes et efficaces pour
faciliter et fiabiliser le déploiement de services dans le cloud et d’aider les entreprises
à en maîtriser les contraintes. Parallèlement, Cirrus mène des recherches sur une
nouvelle génération d’infrastructures logicielles, qui permettra d’optimiser l’efficience
énergétique d’un centre de données en continu. La mise en œuvre de ce cloud “bas-
carbone” nécessite une maîtrise du type de déperdition d’énergie des différents
services déployés, afin de pouvoir identifier les leviers efficaces pour optimiser
la consommation d’une infrastructure. Les enjeux économiques majeurs sont de
réduire le coût d’usage des ressources virtuelles louées par le consommateur et
d’augmenter le rendement des ressources physiques du fournisseur.
Stéphane Ducasse,
Responsable de l’équipe-projet
Rmod
« Certains systèmes industriels,
comme les graveurs de silicium
ou des extracteurs de métaux,
doivent fonctionner en continu
pour des raisons de rentabilité.
Le coût d’un arrêt peut être prohi-
bitif, comme par exemple 10
000€ d’amende par minute. Ces
contraintes sont beaucoup plus
strictes que pour les serveurs Web
(Google, Facebook...), où la re-
dondance des machines (fermes
d'ordinateurs) permet d'en arrêter
facilement quelques-unes. Cette
nécessité de continuité pose la
question de l’ingénierie à grande
échelle d’un système éternel ou
ever-running system. Comment
peut-on facilement construire
un tel système, qui ne doit plus
être l’exception mais la norme ?
L’équipe-projet Rmod travaille sur
le déploiement de ces systèmes
à travers deux axes : l’évolution
et l’infrastructure nécessaire au
niveau des langages. ».
14
// dessine-moi la recherche
15#07 JUIN 2018
16
Des ordinateurs pour
faire face à l’explosion
des donnéestextuelles
« Notre projet s’inscrit dans l’ère
de l’intelligence artificielle et
du big data », annonce Aurélien
Bellet, chercheur de l’équipe-projet
Magnet. En janvier 2016, l’équipe
lilloise a lancé LEGO, une équipe
associée avec des chercheurs de
l’Université de Californie du Sud.
LEGO s’intéresse aux réseaux
d’informations disponibles sur
internet et en particulier aux grands
volumes de données qui présentent une
dimension textuelle, comme Wikipédia,
les réseaux sociaux ou les blogs. Pour
analyser de telles quantités de données,
il est devenu nettement plus efficace
d’apprendre aux machines à traiter le
langage naturel que de faire intervenir
des humains. L’idée est d’utiliser des
techniques d’intelligence artificielle
pour générer des représentations
internes de textes et de mots
permettant aux ordinateurs d’interpréter
automatiquement des données et d’en
extraire les informations nécessaires
à l’exécution de calculs et de tâches.
Mais comme le souligne le chercheur,
« le défi est de taille, car le langage
naturel n’est pas un langage formel
comme le langage de programmation.
Il existe des éléments de contexte, des
mots à double sens, des ambiguïtés,
des références culturelles implicites
et d’autres détails difficiles à prendre
en compte pour une machine. »
Repousser les limites et
les performances des
machines
« Nous entraînons les machines à
générer des représentations de mots
dans l’espace pour leur permettre de
fairedesrapprochementssémantiques
entre les mots, d’étudier la syntaxe
des phrases et ainsi, de comprendre
le sens des textes et même les
émotions, les sentiments associés. »
Ces travaux fondamentaux peuvent
être appliqués à de multiples problèmes
concrets, par exemple la recherche
et la recommandation de documents
textuels comme des articles de presse,
ou encore la prévention du malaise
social et du suicide par le biais de
l’analyse automatique des posts sur les
réseaux sociaux. Plus généralement,
ils offrent aux machines la possibilité
d’extraire des connaissances des
textes, de les comparer et de faire
des liens entre les données et les
textes analysés. Et ce n’est pas tout.
« Nous œuvrons également sur
l’apprentissage automatique de
représentations textuelles avec une
dimension visuelle. Nous poussons
les machines à rapprocher la
représentation des mots en fonction
de leur fréquence de cooccurrence
dans les grands corpus de textes, mais
aussi de leurs similitudes visuelles. »
Pour cela, en plus des corpus textuels,
les machines sont entraînées sur
des banques d’images comme
ImageNet. « L’objectif est d’enrichir
la représentation conceptuelle du
texte avec une dimension visuelle.
Ceci permet également d’améliorer
les outils de recherche d’images en
langage naturel. »
Une collaboration
ancienne sur
l’apprentissage
automatique
L’histoire commence avec le post-
doctorat d’Aurélien Bellet, réalisé en
2013-2014 dans l’équipe du Professeur
Fei Sha de l’Université de Californie
du Sud avant son recrutement chez
Inria. « La création de LEGO nous a
permis de pérenniser, formaliser et
renforcer cette collaboration, mais
LEGO :
apprendre le langage
naturel aux machines
// focus > machine learning
Apprendre aux machines à analyser un langage et des mots dans un grand volume de données pour en
extraire de l’information et accomplir des tâches… C’est l’objectif des travaux de l’équipe associée LEGO :
« Apprentissage de représentations pour le traitement automatique du langage naturel ». Créée en janvier
2016 pour une durée de 3 ans, LEGO associe l’équipe-projet Magnet* et l’Université de Californie du Sud.
Un partenariat qui arrive bientôt à son terme et qui promet encore de belles avancées.
machinelearning
17#07 JUIN 2018
* l’équipe-projet Magnet est commune avec le CNRS, l’Université de Lille − sciences humaines et sociales et l'Université de
Lille − sciences et technologies. Au sein de l'UMR 9189 CNRS-Centrale Lille-Université de Lille − sciences et technologies,
CRIStAL.
aussi d’impliquer les compétences de
l’équipe Magnet que j’ai intégrée après
mes années de post-doctorat. » Les
deux équipes travaillent sur les aspects
fondamentaux de l’apprentissage
automatique, ou machine learning,
une branche majeure de l’intelligence
artificielle. Pour mener à bien le
projet LEGO, l’équipe Magnet apporte
ses compétences en linguistique et
structuration du langage, tandis que
l’équipe du Professeur Fei Sha met à
contribution son expérience en matière
d’apprentissage profond, ou deep
learning, et de traitement des images.
Leur collaboration sur les aspects
textuels et visuels de la représentation
dulangagenaturelémergedelacréation
de l’équipe associée.
L’équipe associée
va demander son
renouvellement
« Les retombées du projet LEGO
sont très positives », affirme Aurélien
Bellet. Tant et si bien qu’elles ont
permis à Mélissa Ailem, docteure
à l’Université Paris Descartes, de
décrocher une bourse de post-doctorat
Inria@SilliconValley pour se consacrer
aux problématiques de l’équipe
associée. « Mélissa nous
apporte une expertise très
spécifique sur les modèles
probabilistes et fait le lien
entre nos deux laboratoires... »
L’équipe associée arrivera à son terme
en fin d’année, mais les chercheurs
envisagent de demander son
renouvellement, notamment pour
explorer le transfert automatique de
représentations d’une langue à une
autre. « Cet axe de recherche est
très important, car pour certains
langages peu usités, il n’existe pas de
corpus de textes assez larges pour
servir de référence. » Les chercheurs
aimeraient également étudier l’évolution
du langage naturel au fil du temps.
«Lesensdesmotsévolue,denouveaux
mots apparaissent, et il est essentiel de
prendre en compte ces changements
pour obtenir des représentations
dynamiques du langage. »
º team.inria.fr/magnet
º utocat.com
18
// best-of
Il ne fallait
pas manquer...
> Cours de Gérard Berry
du Collège de France
Le centre Inria Lille - Nord Europe a reçu
fin janvier Gérard Berry, informaticien
et professeur émérite du Collège
de France pour son cours sur la
photographie numérique. Ce cours
intitulé « La photographie numérique,
un parfait exemple de la puissance
de l’informatique » a mis en avant la
révolution qu’a connu cet art grâce aux
avancées numérique.
retour sur...
> Daniele Calandriello,
meilleure thèse IA de
France
Le prix de Thèse IA 2018 de l’AFIA
(Association Française pour
l’Intelligence Artificielle) vient d’être
remis à Daniele Calandriello pour
sa thèse Inria « Apprentissage
séquentiel efficace dans des
environnements structurés
avec contraintes » réalisée au
sein de l’équipe-projet Sequel.
Son travail de recherche a suscité
de nombreuses réactions dans le
monde universitaire et économique,
et l’équipe a ainsi été invitée par
Stanford, DeepMind ou encore
Amazon à venir présenter ses
travaux. Ce prix lui a été remis
ex-aequo avec Nawal Benabbou de
Sorbonne Université / LIP6.
> Géry Casiez, nommé
membre junior de
l’Institut Universitaire
de France
Professeur à l’Université de Lille
et chercheur au sein de l’équipe
de recherche Loki spécialisée en
interaction Homme-machine, Géry
Casiez a été nommé membre
junior de l’IUF. Cette nomination
récompense l’excellence des travaux
menés.
> Équipe Defrost : 2e place
du concours RoboSoft
Grand Challenge
L’équipe-projet Defrost a participé à la
conférence internationale en robotique
déformable IEEE-RAS Robosoft
2018. Le concours RoboSoft Grand
Challenge qui s’y déroule comprend
deux compétitions :
-Course terrestre : une compétition
sur différents terrains avec évitement
d’obstacles ;
-Manipulation : une compétition axée
sur une tâche de manipulation de
différents objets.
Ces deux challenges ont pour but de
repousser les limites de la robotique
déformable. Les participants venant
de grandes écoles ou de grands
laboratoires internationaux ont
dû faire preuve d’innovation dans
leurs propositions. L’équipe Defrost
a remporté la deuxième place du
concours RoboSoft Grand Challenge
catégorie manipulation pour son bras
articulé nommé Echelon3.
> Gang Zheng, lauréat
appel à projet EXPAND de
l’I-SITE Université de Lille
Nord - Europe
Gang Zheng, chercheur au sein de
l’équipe-projet Defrost, est parmi
les lauréats de l’appel à projet
EXPAND 2017 de l’I-SITE Université
de Lille Nord - Europe. Son projet
en robotique déformable est parmi
les 8 projets EXPAND financés à
concurrence de 200 k€ (incluant le
recrutement d’un doctorant ou d'une
doctorante). Ces appels à projets ont
été lancés avec le soutien de la MEL
et la collaboration de la SATT Nord.et
sciences spatiales EUCASS.
> Venue de la ministre
Frédérique Vidal
Frédérique Vidal, ministre de
l'Enseignement supérieur, de la
Recherche et de l'Innovation a été
accueillie le 12 février par notre P.D.G.
par intérim François Sillon et notre
directrice Isabelle Herlin, au sein du
Plateau Inria à EuraTechnologies.
La ministre a pu découvrir durant
toute la matinée notre activité de
recherche et de transfert au travers
d’une présentation de démonstrateurs
technologiques et de la plate-forme
InriaTech.
PRIX et nomination
sur twitter...
19#07 JUIN 2018
20
21#07 JUIN 2018
portrait 
Le parcours de Valéria Loscri
reflète bien la dimension
internationale de la recherche.
Née en Allemagne, elle grandit
en Italie où elle effectue sa thèse
en systèmes de communication
sans fil. Elle intègre ensuite
le TITAN (Telecommunication &
Information Theory for Advanced
Networking) LAB de l’Université de
Calabre, puis est accueillie en tant que
chercheuse invitée aux États-Unis à
Houston. En arrivant au centre Inria de
Lille il y a quatre ans et demi, elle intègre
l’équipe-projet Fun dont la vocation
est de développer des alternatives
aux modes de communication
déjà existants dans le domaine des
réseaux sans fil. « L’objectif global
est de réussir à faire coopérer des
dispositifs de différentes natures
d’une façon autonome en limitant au
maximum l’intervention humaine ».
Dans le domaine des réseaux et
télécommunication, l’exploitation
de la lumière, appelée Visible Light
Communication (VLC) et diffusée par
exemple par LED, offre de nouvelles
perspectives.
Les atouts de la
technologie VLC
Av e c c e t te te c h n o l o g i e , l a
lumière remplace les ondes
électromagnétiques diffusées par
exemple par le traditionnel réseau
Wi-Fi, on parle alors de Li-Fi. « Dans
ce cadre-là, on utilise la source
lumineuse qui existe déjà, ce qui
n’engendredoncpasdeconsommation
supplémentaire. L’un des avantages de
cette technologie est son côté green »,
précise Valéria. Les caractéristiques
de la VLC lui donnent aussi l’avantage
de pouvoir être exploitée dans des
contextes multiples même là où les
signaux électromagnétiques risquent
de provoquer des effets néfastes.
Elle peut garantir des liaisons de
communication à haut-débit sans
risque de perturbations sur la plupart
des dispositifs de son environnement.
Il est donc possible de profiter de
ce type de communication, en
toute sécurité, dans des lieux aussi
sensibles, que les hôpitaux ou les
avions. « On a aussi la possibilité de
développer des applications sous
l’eau. La lumière peut être une solution
qui s’adapte à ce genre de situation »,
ajoute Valéria Loscri.
Coexister avec le Wi-Fi
Mais, même dans le cadre plus
conventionnel de l’entreprise, la
technologie VLC peut offrir de nou-
velles possibilités. Le transport de
l’information par la lumière peut dans
ce contexte être utilisé en coexistence
avec le Wi-Fi plus traditionnel des
bureaux. Les deux technologies
exploitées ensemble permettent ainsi
d’améliorer la performance du réseau
tout en réduisant la consommation
d’énergie. Les chercheurs imaginent
déjà facilement d’innombrables autres
applications de la technologie VLC à
l’échelle du grand public par exemple
dans des lieux aussi fréquentés que
des magasins. « Nous travaillons sur
des systèmes de géolocalisation en
intérieur. Grâce à la technologie VLC,
en utilisant les sources lumineuses
d’un magasin, il est possible de
déterminer précisément où se trouve
un client, et donc de lui envoyer
des informations sur son smart-
phone en fonction de sa position ».
Mais l’exploitation de la lumière,
comme canal de transport d’infor-
mations, pose de nouveaux défis
pour l’équipe Fun, notamment pour
répondre à la problématique des inter-
férences. « Dans une communication
avec une ampoule LED, nous devons
essayer de développer des algorithmes
d’intelligence artificielle faisant
s’adapter les systèmes d’une manière
autonome aux changements d’envi-
ronnements et aux interférences. »,
conclut la chercheuse.
º team.inria.fr/fun
Exploiter la lumière
pour transporter de
l’information Valéria Loscri
22
// rendez-vous
Cette année, le centre Inria de Lille fête
ses 10 ans !
Un anniversaire marqué par notre
expansion au cœur de l’écosystème de
la French Tech. Inria a fait l’acquisition
d’un troisième bâtiment au sein
d’EuraTechnologies afin de développer
son activité de recherche au service
du transfert et de l’innovation. Inscrite
dans le contrat de plan État-Région,
cette acquisition a été financée par
Inria, la Région Hauts-de-France, la
MEL et par l’Union Européenne avec
le Fonds européen de développement
régional (FEDER).
Le bâtiment Place accueillera dès
septembre deux de nos équipes de
recherche, notre service transfert pour
l’innovation et partenariats, ainsi que
la plate-forme InriaTech favorisant
le transfert de technologies vers les
entreprises.
En fin d’année, ce bâtiment sera
également équipé d’un showroom
de démonstrateurs technologiques,
présentant les travaux des équipes
de recherche de notre centre. Ces
démonstrateurs permettront de
découvrir les dernières innovations
menées par nos équipes en matière
de robotique, intelligence artificielle,
traitement des données, Internet des
objets, interaction Homme-machine et
optimisation.
Rendez-vous fin 2018 pour inaugurer
le bâtiment Place et célébrer nos
10 ans de recherche au service du
transfert et de la société.
Retrouvez ces évènements et bien d'autres dans l'agenda du centre !
º inria.fr/lille
EWRL 14
Du 1er au 3 octobre, ENSAM - Lille
La 14ème édition du Workshop Européen sur l'apprentissage par Renforcement
(EWRL) est organisée par l'équipe-projet Sequel de notre centre. L'objectif de ce
workshop est de rassembler la communauté internationale de chercheurs travaillant
surl'apprentissageparrenforcement(expertsmondiaux,doctorants,post-doctorants
et industriels) afin de discuter des dernières avancées dans le domaine ainsi que
des travaux en cours.
Malgré de récentes avancées révolutionnaires sur le plan théorique mais aussi
pratique avec par exemple le développement d'AlphaGo (premier programme à
battre le champion du monde au jeu de Go), l'apprentissage par renforcement est
un domaine de recherche en pleine expansion actuellement avec le développement
d'applications qui impacteront de plus en plus notre quotidien : systèmes de
recommandations, conduite autonome, robotique, etc.
º ewrl.wordpress.com/ewrl14-2018
IWOBIP 2018
Du 18 au 22 juin, Centre Inria Lille – Nord
Europe - Villeneuve d’Ascq
Le deuxième symposium international
sur la programmation à deux niveaux
(IWOBIP) est organisé par l’équipe
Inocs de notre centre. Il vise à
rassembler la communauté travaillant
sur la programmation à deux niveaux,
une branche de l’optimisation. Ce sujet
possède de nombreuses applications
dans les domaines du transport, de
l'énergie, de l'économie, des sciences
de la décision, de l'environnement,
etc. IWOBIP'18 comprendra des
conférences plénières et des mini-
cours, tous donnés par des chercheurs
de renommée mondiale.
º iwobip2.sciencesconf.org
Célébration de nos 10 ans et
inauguration du bâtiment Place
Parc scientifique de la Haute Borne
40, avenue Halley
Bât A - Park Plaza
59650 Villeneuve d’Ascq
France
(+33) 03 59 57 78 00
(+33) 03 59 57 78 50
º inria.fr/lille
º contact-lille@inria.fr
@Inria_Lille
Découvrez les coulisses du centre
au travers de notre Tumblr Between Us !
º inrialille.tumblr.com
// Centre de recherche
Inria Lille - Nord Europe
// Plateau Inria, Euratechnologies
Inria est présent au sein d'EuraTechnologies avec un plateau de 200 m² présentant
les travaux de ses équipes de recherche. L’objectif est de favoriser les interactions
entre la communauté scientifique, le monde économique et la société par le biais
de démonstrateurs et d'un programme d’animation thématique proposé tout au
long de l’année.
Suivez les activités du Plateau sur Twitter @Plateau_Inria
contact 
23#07 JUIN 2018
inria Lille – Nord Europe
10 ANS
de recherche
et de transfert
Rendez-vous cet hiver :
Inria renforce sa présence		
à EuraTechnologies.

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Lille by Inria n°7 : les priorités scientifiques lilloises

  • 1. MONDE NUMÉRIQUE MONDE PHYSIQUE MONDE HUMAIN SCIENCE DES DONNÉES LOGICIELS ÉTERNELS 2018 2022 MODÈLES ET INTÉRACTIONS DOSSIER focus > Apprendre le langage naturel aux machines BD > Le raccourci clavier : une meilleure interaction entre l’Homme et la machine #07 LE MAGAZINE DU CENTRE INRIA LILLE - NORD EUROPE JUIN. 2018 Plan strategique Inria Les priorités scientifiques lilloises -
  • 2. eDi TO 02 En 2017, Inria a conçu la 6e édition de son plan stratégique scientifique. Ce plan dévoile les grandes orientations de recherche et les ambitions scientifiques de l’institut pour la période 2018-2022. Il a également pour objectif d’identifier les attentes sociétales majeures, qui doivent avoir un impact sur les activités scientifiques d’Inria. L’institut a ainsi dressé une liste de 19 défis scientifiques qu’il se propose de relever dès aujourd’hui et ce jusqu’en 2022. Chaque centre Inria s’inscrit dans ce plan stratégique au travers des thèmes et défis qui traduisent l’expertise de ses chercheurs. Le centre Inria Lille - Nord Europe se concentre sur trois principaux domaines de recherche que sont « sciences des données », « logiciels éternels » et « modèles et interactions : monde numérique, physique, humain ». Le dossier de ce magazine présentera donc la stratégie du centre au travers de ces thèmes et des cinq défis que nous avons co- construits avec nos partenaires académiques et économiques. Ce magazine met également à l’honneur deux sujets d’actualité : l’intelligence artificielle, au travers d’une collaboration avec l’Université de Californie du sud sur le traitement automatique en langue naturelle, et l’interaction Homme-machine, avec un projet de recherche sur les raccourcis clavier. L’année 2018 est marquée de temps forts pour le centre. Tout d’abord, nous conduisons des travaux dans le contexte de l’I-Site Université Lille Nord – Europe, dont nous sommes membre fondateur et qui doit conduire à une grande université européenne. Nous travaillons également à l’établissement d’un accord-cadre avec EuraTechnologies. Cet accord-cadre trouvera sa première action dans un moment clé : la célébration des 10 ans du centre et l’inauguration de notre nouveau bâtiment, le bâtiment Place situé au cœur d’EuraTechnologies. Prévu en fin d’année, cet événement mettra en lumière l’excellence scientifique portée par Inria, au cœur de cet incubateur du numérique, acteur majeur national et européen. Je vous souhaite à tous et toutes de passer un très bel été, Isabelle HERLIN
  • 3. 0303 MONDE NUMÉRIQUE MONDE PHYSIQUE MONDE HUMAIN SCIENCE DES DONNÉES LOGICIELS ÉTERNELS 2018 2022 MODÈLES ET INTÉRACTIONS SOm MAIRE dessine-moi la recherchE 14-15 focus 16-17 • LEGO : apprendre le langage naturel aux machines best-of 18-19 portrait 20-21 • Valéria Loscri : exploiter la lumière pour transporter de l'information rendez-vous 22 contact 23 dossier • Plan stratégique Inria : les priorités scientifiques lilloises 06-13 face a face • Isabelle Herlin 04 • Jean Christophe Camart 05 Semestriel édité par Centre de recherche Inria Lille - Nord Europe : Parc scientifique de la Haute Borne, 40, avenue Halley. Bât. A, Park Plaza, 59650 Villeneuve d’Ascq. contact-lille@inria.fr. Directrice de publication : Isabelle Herlin. Rédactrice en chef : Julie Lattès. Coordinatrice : Marion Blasquez. Conception graphique et mise en page : Thomas Boone agence KaméléCom, 171/173 rue Carnot, 59155 Faches Thumesnil. Image de couverture : d’après un design graphique de Sandra Camaret / grandensemble.net. Rédacteurs : Franck Deflandre agence KaméléCom / Direction et service communication et médiation Inria Lille - Nord Europe. Crédits photos :©Inria/PhotoC.Morel-Inria/PhotoG.Scagnelli-Inria/PhotoA.Decarpigny-Inria/PhotoF.Carette-Inria/PhotoKaksonen-Inria/PhotoP.Caron-Inria /PhotoN.Fagot©PhotoJ.-C.Camart©Fotolia. Impression:C&PPartenairesConseil-0320271189.Lecentreremerciechaleureusementl’ensembledescontributeurs, collaborateurs et partenaires de ce septième numéro de Lille by Inria. Imprimé en juin 2018 - Série limitée à 1000 exemplaires.
  • 4. 04 > Inria vient d'élaborer son plan stratégique scientifique 2018- 2022. Quel en est l’objectif ? Les 180 équipes-projets de l’institut ont participé à cette réflexion conduite par notre directeur général délégué à la science. Pour élaborer cette stratégie scientifique, nous avons mené des discussions avec nos partenaires académiques et industriels, de la start-up jusqu’au grand groupe. À travers ce nouveau plan, notre vocation est à la fois de « comprendre le monde mais aussi d’agir sur lui ». Inria a ainsi choisi de se focaliser sur 8 thèmes de recherche dans le domaine du numérique, qui auront aussi un impact sur l’évolution de la société. Parallèlement, l’institut a défini 19 défis scientifiques, que les équipes-projets s’engagent à relever sur cette période pour les faire progresser significativement. Enfin, plus largement, ce plan stratégique permet de mettre en perspective l’influence du numérique avec la transformation de notre société. > Quelle sera la stratégie du centre Lille - Nord Europe pour répondre à ces défis ? Les équipes-projets du centre, dont la plupart commune avec l’Université de Lille, ont choisi de s’impliquer dans 5 défis, en lien direct avec les 3 domaines de recherche que sont « sciences des données », « logiciels éternels » et « modèles et interactions : monde numérique, physique, humain ». Pour faire progresser ces défis, nous devons inciter de nouveaux talents scientifiques à s’impliquer à nos côtés. Cet enjeu d’attractivité est bien évidemment partagé avec l’Université de Lille et avec les partenaires académiques de notre écosystème. Inria a, par exemple, mis en place un système de Chaire internationale, qui permet à un chercheur expérimenté de nous rejoindre pour une durée de 12 mois répartis sur 5 années civiles, avec la possibilité pour lui de recruter un post-doctorant. Les 5 défis choisis s’intègrent également dans notre stratégie de transfert de technologie. Ainsi, les profils des nouveaux ingénieurs recrutés pour notre plate-forme InriaTech sont en adéquation avec les compétences requises pour ces défis. Enfin, le centre organise une série d’événements pour impliquer l’ensemble des personnels scientifiques. > Quelle interaction scientifique au regard de ces défis avec les acteurs du territoire ? Nous ne concevons pas la recherche sans une politique de partenariat très forte et la plupart de nos équipes- projets travaillent en collaboration avec des partenaires académiques. C’est donc logiquement en lien avec l’ensemble des acteurs des Hauts- de-France que nous avons choisi les sujets des défis. Ainsi le projet CPER Data que nous coordonnons avec pour partenaires l’Université de Lille, l’École Centrale de Lille, l’IMT Lille-Douai et le CNRS s’inscrit naturellement dans ce cadre. Il concerne la donnée dans son cycle de vie global, de sa captation à son interprétation. S’agissant des acteurs institutionnels, tels que la Région ou l’Europe, nous observons un lien fort entre certains thèmes choisis par notre institut et la stratégie de spécialisation intelligente définie en région : intérêt commun pour l'ubiquitaire, la santé, le e-learning, le e-commerce. En particulier, il faut noter notre intérêt commun autour de l’ubiquitaire, de la santé, du e-learning et du e-commerce. Notre interaction est également très forte avec les acteurs économiques. Nos partenaires industriels ont ainsi été présents pour soutenir la proposition d’I-Site Université Lille Nord - Europe acceptée en février 2017, ils sont là pour porter la candidature d’IHU PreciDiab et enfin, ils se mobilisent avec nous pour cette compétition annoncée vers un institut dédié à l’intelligence artificielle. La création d’un tel institut sera nécessairement le fruit d’une implication collective des acteurs régionaux. º inria.fr/plan-strategique // face a face Interviews Isabelle Herlin > Directrice du centre Inria Lille – Nord Europe
  • 5. #07 JUIN 2018 05 Jean-Christophe Camart > Président de l’Université de Lille > Vous êtes le premier président de l’Université de Lille, créée au 1er janvier. Parallèlement, la fondation partenariale portant le projet I-Site Université Lille Nord-Europe (ULNE) voit le jour. En quoi ces évolutions impactent-elle la stratégie de recherche d’une des plus grandes universités françaises ? Avec la création de l’Université de Lille, en lieu et place de Lille 1, Lille 2 et Lille 3, nous entrons dans une autre dimension. Ce contexte offre des perspectives encore plus ambitieuses au projet I-Site Université Lille Nord-Europe, véritable catalyseur d’excellence. Grâce aux fonds du Programme d’Investissements d’avenir, l’I-Site permet de fédérer les établissements d’enseignement supérieur et de recherche, le CHU, l’Institut Pasteur, mais aussi des acteurs du monde socio-économique de la métropole lilloise pour co- construire des projets de recherche ambitieux. C’est un levier pour nous hisser collectivement vers le haut. > Quelle place les sciences du numérique ont-elles au sein de l’Université de Lille ? La place des sciences du numérique est très importante au sein de l’Université de Lille. Avec le laboratoire CRIStAL, le plus grand au nord de Paris dans le domaine du numérique, nous pouvons compter sur un atout de poids. Il est composé de plus de 400 chercheurs qui travaillent sur des thématiques liées aux grands enjeux scientifiques et sociétaux actuels : big data, interaction Homme- machine, bio-informatique… avec des applications dans les secteurs de l’industrie du commerce, de la santé, des smart grids. Je pense aussi à la Maison de la Simulation à Lille, lancée en 2016 - dont l’objectif est de favoriser la recherche autour de la simulation numérique, du calcul haute performance - et à notre mésocentre de calcul hébergé au sein de son Centre de Ressources Informatiques. > Quel regard portez-vous sur les initiatives communes entre Inria et l’Université de Lille ? La création du centre Inria de Lille a permis de dynamiser les sciences du numérique au niveau métropolitain. Nous associons nos forces à travers des initiatives communes, comme notre participation conjointe à des projets retenus au contrat de plan État-Région, ou à la dynamique sur l’intelligence artificielle impulsée par le rapport Villani. Nous pouvons ainsi répondre à des appels à projets de grande ampleur. Cette collaboration est essentielle, dans un contexte où nous devons profiter d’un écosystème très favorable, avec par exemple la présence d’EuraTechnologies qui héberge près de 300 entreprises, travaillant notamment sur le digital ou la cybersécurité. Travailler ensemble est le meilleur moyen de tirer profit de ce remarquable potentiel. º univ-lille.fr
  • 6. // dossier 06 SOmMAIRE Des ambitions scientifiques au service de grands enjeux societaux 07 ThEmatiques de recherche 08 Defis strategiques 09 • Des interactions adaptatives avec les humains tout au long de la vie 09 • Relier les échelles de temps ou d’espace 10 • La science des données pour tous 11 • Vers un internet des objets sûr et fiable 12 • Logiciels éternels 13 Plan strategique Inria : Les priorités scientifiques lilloises -
  • 7. #07 JUIN 2018 07 Plan stratégique < dossier Des ambitions scientifiques au service de grands enjeux societaux C’est au moyen d’un plan stratégique scientifique ambitieux, conçu avec les différents centres de recherche Inria et avec les partenaires scientifiques, que notre Institut vient de dévoiler ses axes de recherche principaux pour les cinq ans à venir. Ceux-ci représentent les enjeux majeurs, dans le domaine du numérique, auxquels Inria souhaite donner la priorité. Pour le centre Inria Lille - Nord Europe, ce plan stratégique représente un levier pour contribuer au développement et au rayonnement économique de l’Eurorégion et de son écosystème, et pour porter le développement de l’excellence scientifique en région Hauts-de- France. Renforcer la dyna- mique régionale avec le projet I-Site ULNE Inria fait partie des membres fondateurs du projet Université Lille Nord-Europe (ULNE), labellisé I-Site en 2017. Ce projet a pour ambition de transformer le paysage de la recherche et de la formation dans les Hauts- de-France. Il doit aboutir à la création d’une grande université internationale, qui a pour ambition de se classer parmi les 50 premières en Europe d’ici 10 ans. Avec ULNE, la région se dote d’un pôle de développement de son attractivité en matière de recherche, en complément des équipements d’excellence comme par exemple l’Equipex FIT, d’une politique de recrutements de chercheurs de renommée internationale et de la mise en place de projets contrat de plan État-Région (CPER). Accroître la dynamique nord- européenne Fort de sa situation géographique stratégique, le centre Inria Lille – Nord Europe a lancé plusieurs dispositifs pour favoriser les collaborations entre ses chercheurs et les talents scientifiques des pays limitrophes. Deux équipes de recherche ont ainsi été créées en bi-localisation avec l’Université Libre de Bruxelles. Neuf équipes- projets du centre ont bénéficié du programme « équipes associées nord-européennes » pour des collaborations scientifiques avec de grandes universités ou établissements de recherche, comme University College of London, University College of Dublin, Delft University of Technology, université de Namur, université Libre de Bruxelles et CWI à Amsterdam. L’objectif du centre est de dynamiser ses collaborations européennes pour affirmer son positionnement en Eurorégion. S’ancrer dans l’écosystème industriel régional Pour renforcer son position- nement d’acteur majeur en recherche au sein de l’écosystème industriel, Inria vient d’acquérir un troisième bâtiment localisé à EuraTechnologies. Baptisé “bâtiment Place”, il dispose d’un espace de démonstrateurs présentant les travaux des équipes de recherche. Situé au cœur de la French Tech régionale,cenouveausiterenforce les possibilités d’interactions entre la communauté scientifique et le monde socio-économique. Les partenariats et le transfert de compétences faisant partie des missions d’Inria, le centre Inria Lille - Nord Europe a innové dès 2015 en lançant une plate-forme appelée InriaTech, à destination des entreprises régionales. La motivation est de répondre aux besoins d’innovation dans le secteur du numérique pour les Hauts-de-France. Sous l’impulsion du nouveau plan stratégique, le dispositif va poursuivre sa montée en puissance, avec le soutien de la Région et des fonds Feder.
  • 8. 808 // dossier > Plan stratégique La stratégie du centre s’appuie sur trois principales thématiques de recherche dans le domaine des sciences du numérique. Science des données Le volume des données augmente de manière exponentielle depuis plusieurs années, et leur gestion représente un enjeu important. De plus, en raison de la diversité des données, leur traitement s’avère de plus en plus complexe et doit s’appuyer sur de nouvelles garanties scientifiques, d’où la terminologie de “sciences des données”. Les données sont désormais produites par tous les secteurs d’activités, avec une convergence entre le big data et l’intelligence artificielle, et se présentent sous des formes hétérogènes (réseaux sociaux, séries chronologiques issues de capteurs industriels). Elles sont devenues une matière première qui ne peut être exploitable qu’après un traitement pertinent, permettant de répondre à des questions telles que la prévision, la prise de décision ou l’extraction de connaissances au sens large. Logiciels éternels Les systèmes logiciels intégrés dans un environnement numérique doivent s’adapter aux usages et aux évolutions technologiques, comme par exemple l’émergence de systèmes autonomes (comme les robots explorateurs). Le cycle de vie du logiciel doit donc évoluer avec une mutation d’un système adaptatif vers un système auto- adaptatif. La solution passe par la mise à disposition de méthodologies de conception, de modélisation, d’analyse et de maintenance de ces systèmes logiciels, mais aussi par le développement d’infrastructures d’exécution (nouveaux langages de programmation, intergiciels). Ces éléments indispensables contribuent à améliorer l’adaptabilité des logiciels tout en garantissant leurs performances en terme de temps d’exécution et de fiabilité. Modèles et interactions : monde numérique, physique, humain Considérons l’exemple d’un réseau de capteurs positionnés dans un environnement physique et chargés d’effectuer des mesures, telles que température ou taux d’humidité, analysées numériquement. Des actionneurs et une flotte de robots physiques peuvent ensuite agir en retour sur cet environnement, en fonction des analyses qui auront été faites. Le monde physique et le monde numérique interagissent l’un sur l’autre : le numérique permet de mesurer d'importantes quantités de données sur l’environnement physique dont l’analyse induit une action sur cet environnement. Pour estimer et contrôler les interactions, les chercheurs ont très souvent recours à la modélisation numérique, qui permet de prendre en compte toutes les spécificités et contraintes de l’environnement étudié. Dans ces différentes interactions et modélisations, l’humain garde la place centrale. La simulation de modèles mathématiques multi-échelles nécessite ainsi des méthodes numériques performantes très complexes, et qui sont développées par l'homme. En robotique déformable, la souplesse des matériaux permet une interaction plus naturelle et plus sûre entre les robots, leurs environnements et bien sûr leurs utilisateurs. 3 - Thematiques de recherche
  • 9. #07 JUIN 2018 09 Plan stratégique < dossier Des interactions adaptatives avec les humains tout au long de la vie Les assistants numériques interactifs sont appelés à jouer un rôle croissant dans la vie quotidienne. Leurs utilité et acceptabilité dépendent de leur capacité à s’adapter dynamiquement à nous, humains. C’est ainsi que la robotique déformable, utilisant des matériaux souples, est de plus en plus utilisée pour l’assistance chirurgicale ou la création de prothèses désormais adaptables à chaque patient. L’humain a une place tout aussi centrale dans le domaine de l’intelligence artificielle. En effet, les algorithmes d’apprentissage automatique prennent systématiquement en compte les comportements individuels pour générer des contenus et prévisions personnalisés : véhicule autonome, e-commerce, systèmes de recommandations. Un exemple d'application : L’ordinateur-professeur Jusqu’à présent, la machine était conçue pour effectuer une tâche précise. Aujourd'hui, avec l'apprentissage automatique basé sur les données, les ordinateurs acquièrent une flexibilité leur permettant une adaptation à leur environnement, humain notamment, en tirant partie d'expériences passées. Lors d’une collaboration avec la start-up Otherlang, l’équipe-projet Sequel a travaillé sur le concept de l’ordinateur-professeur, pouvant se placer au niveau de ses élèves. Otherlang est une application proposant l’apprentissage d’une langue étrangère par un système de recommandations. Le principe est de faire dialoguer ensemble des utilisateurs de l’application,«matchés»enfonctiondeleurscentresd’intérêt,autourd’articlestrouvés sur le web. Sequel a émis des préconisations pour améliorer la recommandation de documents et d’interlocuteurs. - defis stratégiques - Christian Duriez, Responsable de l’équipe-projet Defrost « La robotique déformable apporte un renouveau dans la conception du robot : les futurs robots ne seront plus “rigides” mais constitués de structures d é f o r m a b l e s c o m p l e x e s , composées d’éléments rigides e t s o u p l e s , p r o c h e s d e s matières organiques que l’on peut retrouver dans la nature. La robotique déformable est particulièrement adaptée pour toutes les applications où le robot est en interaction directe avec l’homme, notamment pour des raisons de robustesse et de sécurité. L’équipe-projet Defrost propose de nouveaux outils pour la conception, la modélisation et le contrôle de ces robots, en particulier lorsqu’ils sont en interaction. »
  • 10. 10 // dossier > Plan stratégique Relier les échelles de temps ou d’espace Guillaume Dujardin, Responsable de l’équipe Mephysto-Post Dans l'équipe Mephysto-post, nous travaillons sur les équations physiques décrivant la dynamique de systèmes de particules en interaction, et nous simulons nu- mériquement leurs solutions. Les modèles que nous considérons, issus de la physique statistique comme de l'électromagnétisme, nous permettent par exemple d'étudier la propagation de la lumière dans les fibres optiques. Nos équations et nos simulations considèrent un grand nombre de particules à différentes échelles de temps et d’espace. Cela nous permet de transposer ces modèles à notre quotidien, à la fois sur un plan théorique et au travers de di- verses applications : par exemple transfert de chaleur et limites hydrodynamiques. La problématique d’échelle en temps et en espace apparait dans toutes les représentations du monde réel. L’analyse numérique s’intéresse ainsi à la modélisation et à la simulation de l’évolution de phénomènes issus de la physique sur des échelles de temps très variées pouvant aller de quelques secondes à plusieurs milliers d’années. Dans le domaine de la théorie du contrôle, il s’agit de lier les échelles temporelles et spatiales pour, par exemple, assurer une action spatiale spécifique d’un robot en un temps maîtrisé. Enfin, en informatique, il s’agit de développer des architectures matérielles et logicielles massivement distribuées, afin d’utiliser de façon optimale le temps et des ressources localisées disponibles. Un exemple d'application : Simulation de l’évolution géologique L'équipe-projet Rapsodi collabore avec l'IFP Energies nouvelles autour de problèmes en stratigraphie numérique. L'objectif est de simuler l'évolution géologique de bassins sédimentaires de la centaine de kilomètres sur des périodes de l'ordre du million d'années. La problématique est double : obtenir des modèles adaptés à ces grandes échelles spatio-temporelles, et concevoir des méthodes numériques robustes pour résoudre ces modèles.
  • 11. 11#07 JUIN 2018 Plan stratégique < dossier La science des données pour tous Nousévoluonsdansunmondeoùlaquantitédedonnéesdisponiblesexplose. On parle ainsi de “big data”. Cette masse de données rend le traitement très complexe et nécessite une expertise pointue. Pour être efficace, ce processus doitdonc êtresimplifiévoireautomatisé,évolutionnécessaire pour que l’exploration et l’interprétation de données puissent bénéficier à moindre coût au plus grand nombre d’utilisateurs. L’enjeu est de pouvoir rendre plus facilement accessible, même pour les non spécialistes, des analyses autrefois considérées comme complexes, tout en conservant leur pertinence. Christophe Biernacki, Responsable de l’équipe-projet Modal « La complexité des données actuelles (volumétrie, hétéro- généité, périssabilité) rend leur analyse coûteuse avec les outils classiques. La recherche en science des données s’appuie sur la statistique et l’informatique pour garantir la validité de nouvelles analyses automatisées et diligentes. C’est la clé pour offrir l’accès au plus grand nombre, sans expertise particulière, au “monde de la connaissance” à partir des données. » Un exemple d'application : Optimiser la préparation des commandes Pendant un an, l’équipe de recherche Inocs a travaillé avec l’entreprise Happychic autour de l’optimisation des opérations de préparation de commandes dans l’entrepôt de la marque Jules. La collaboration a été menée dans le cadre de la plate-forme de transfert technologique InriaTech, avec la mobilisation d’un ingénieur. Une solution a été développée afin d’améliorer le processus de préparation et l’envoi de 4 000 colis au quotidien vers les 440 magasins de la marque. L’objectif était de réorganiser l’ensemble de la chaîne en repensant les emplacements des produits dans les entrepôts de stockage, la constitution du contenu des colis et l’organisation des tournées. L’équipe Inocs a proposé des algorithmes efficaces pour résoudre ces problèmes avec la prise en compte d’aspects spécifiques, comme le taux de remplissage des colis ou la pénibilité du travail des préparateurs de commande. Les tests théoriques sont très satisfaisants pour l’entreprise : la distance totale à parcourir pour préparer une commande est réduite de 20% ; et l'entreprise est en cours d'intégration des algorithmes développés par l'équipe Inocs dans son système d'information.
  • 12. 12 // DOSSIER > Plan stratégique Vers un internet des objets sûr et fiable Le nombre d’objets connectés augmente chaque jour. Ils s’invitent dans notre quotidien, avec des rôles de capteurs aussi bien que d’actuateurs, et deviennent de plus en plus mobiles (smartphones, tablettes, montres connectées, etc.). Le volume de données qu’ils génèrent explose également, posant de nouvelles problématiques en matière de sécurité. Ces objets doivent, en effet, pouvoir communiquer en toutes circonstances, sans que les informations échangées soient interceptées à des fins malveillantes. L’enjeu est donc de protéger les objets eux-mêmes, le monde physique qui les entoure ainsi que la vie privée des utilisateurs. Ceci conduit à de nombreuses problématiques, telles que l’adaptation des types de communication et la détection de fautes des algorithmes de filtrage. Un exemple d'application : Le smart container L’équipe-projet Fun a participé à la conception de capteurs pour la start-up de logistique Traxens. Il s’agit de petits boîtiers équipant les containers embarqués à bord des cargos afin de surveiller plusieurs de leurs constantes (choc, ouverture de porte, humidité) et de les localiser en temps réel. L’un des enjeux est de trouver la solution la moins énergivore. Fun a donc travaillé sur l’auto-organisation des communications entre containers. Afin d’économiser au maximum l’énergie, le principe de la mutualisation des informations remontées par les containers a été adopté. Les communications entre différents capteurs à portée les uns des autres ont été privilégiées afin qu’un seul container agrège les informations d’une grappe de containers. Ensuite, ce container unique active une communication longue portée, énergivore, pour envoyer les informations issues des containers qu’il a agrégé. Afin d’assurer aux batteries une durée de vie importante, le capteur chargé de l’agrégation est déterminé en fonction de ses réserves en énergie et de sa capacité à activer une communication longue portée. Denis Efimov, Responsable de l’équipe NonA-post « La révolution de l'information grâce aux capteurs et actuateurs embarqués apporte de nouvelles possibilités liées à l'internet des objets dans presque tous les domaines de la vie : tout devient capteur. La problématique de la transmission et de l’utilisation de cette quantité d’information pour les citoyens et la société se pose désormais. Notre équipe étudie ces questions en concevant des algorithmes pour des dispositifs de mesure et d'exécution rapides et intelligents. »
  • 13. 13#07 JUIN 2018 Logiciels éternels Plan stratégique < dossier Aujourd’hui, les systèmes logiciels classiques s’exécutent dans des environnementsricheset complexes.Ilssuiventuncycledeviecomposé de différentes étapes avec plusieurs phases de développement, jusqu’à leurdisparition.Afinderépondreauximpératifsliésauxdéveloppements de systèmes autonomes, les logiciels doivent s’adapter à différentes échelles de taille, allant du smartphone à l’immeuble connecté, en passant par les systèmes de transport ou encore de distribution d’énergie. Dans tous ces domaines, les logiciels doivent s’exécuter de façon continue, ce qui nécessite une capacité d’évolution permanente, devant tenir compte des changements technologiques tout en corrigeant les bugs. Cette évolution dynamique, déterminante pour un nombre croissant de secteurs de l’économie, doit respecter des contraintes de fiabilité et de sécurité. Un exemple d'application : Le cloud computing Le développement du cloud computing, terme qui désigne la livraison de ressources et de services à la demande par Internet, représente un enjeu crucial. L’équipe-projet Spiralss’estassociéeavecl’entrepriseScalairpourcréeruneéquipemixte,dénommée Cirrus. Son objectif est d’accompagner les entreprises 4.0 dans ce domaine. L’approche choisie permet de proposer des solutions innovantes et efficaces pour faciliter et fiabiliser le déploiement de services dans le cloud et d’aider les entreprises à en maîtriser les contraintes. Parallèlement, Cirrus mène des recherches sur une nouvelle génération d’infrastructures logicielles, qui permettra d’optimiser l’efficience énergétique d’un centre de données en continu. La mise en œuvre de ce cloud “bas- carbone” nécessite une maîtrise du type de déperdition d’énergie des différents services déployés, afin de pouvoir identifier les leviers efficaces pour optimiser la consommation d’une infrastructure. Les enjeux économiques majeurs sont de réduire le coût d’usage des ressources virtuelles louées par le consommateur et d’augmenter le rendement des ressources physiques du fournisseur. Stéphane Ducasse, Responsable de l’équipe-projet Rmod « Certains systèmes industriels, comme les graveurs de silicium ou des extracteurs de métaux, doivent fonctionner en continu pour des raisons de rentabilité. Le coût d’un arrêt peut être prohi- bitif, comme par exemple 10 000€ d’amende par minute. Ces contraintes sont beaucoup plus strictes que pour les serveurs Web (Google, Facebook...), où la re- dondance des machines (fermes d'ordinateurs) permet d'en arrêter facilement quelques-unes. Cette nécessité de continuité pose la question de l’ingénierie à grande échelle d’un système éternel ou ever-running system. Comment peut-on facilement construire un tel système, qui ne doit plus être l’exception mais la norme ? L’équipe-projet Rmod travaille sur le déploiement de ces systèmes à travers deux axes : l’évolution et l’infrastructure nécessaire au niveau des langages. ».
  • 14. 14 // dessine-moi la recherche
  • 16. 16 Des ordinateurs pour faire face à l’explosion des donnéestextuelles « Notre projet s’inscrit dans l’ère de l’intelligence artificielle et du big data », annonce Aurélien Bellet, chercheur de l’équipe-projet Magnet. En janvier 2016, l’équipe lilloise a lancé LEGO, une équipe associée avec des chercheurs de l’Université de Californie du Sud. LEGO s’intéresse aux réseaux d’informations disponibles sur internet et en particulier aux grands volumes de données qui présentent une dimension textuelle, comme Wikipédia, les réseaux sociaux ou les blogs. Pour analyser de telles quantités de données, il est devenu nettement plus efficace d’apprendre aux machines à traiter le langage naturel que de faire intervenir des humains. L’idée est d’utiliser des techniques d’intelligence artificielle pour générer des représentations internes de textes et de mots permettant aux ordinateurs d’interpréter automatiquement des données et d’en extraire les informations nécessaires à l’exécution de calculs et de tâches. Mais comme le souligne le chercheur, « le défi est de taille, car le langage naturel n’est pas un langage formel comme le langage de programmation. Il existe des éléments de contexte, des mots à double sens, des ambiguïtés, des références culturelles implicites et d’autres détails difficiles à prendre en compte pour une machine. » Repousser les limites et les performances des machines « Nous entraînons les machines à générer des représentations de mots dans l’espace pour leur permettre de fairedesrapprochementssémantiques entre les mots, d’étudier la syntaxe des phrases et ainsi, de comprendre le sens des textes et même les émotions, les sentiments associés. » Ces travaux fondamentaux peuvent être appliqués à de multiples problèmes concrets, par exemple la recherche et la recommandation de documents textuels comme des articles de presse, ou encore la prévention du malaise social et du suicide par le biais de l’analyse automatique des posts sur les réseaux sociaux. Plus généralement, ils offrent aux machines la possibilité d’extraire des connaissances des textes, de les comparer et de faire des liens entre les données et les textes analysés. Et ce n’est pas tout. « Nous œuvrons également sur l’apprentissage automatique de représentations textuelles avec une dimension visuelle. Nous poussons les machines à rapprocher la représentation des mots en fonction de leur fréquence de cooccurrence dans les grands corpus de textes, mais aussi de leurs similitudes visuelles. » Pour cela, en plus des corpus textuels, les machines sont entraînées sur des banques d’images comme ImageNet. « L’objectif est d’enrichir la représentation conceptuelle du texte avec une dimension visuelle. Ceci permet également d’améliorer les outils de recherche d’images en langage naturel. » Une collaboration ancienne sur l’apprentissage automatique L’histoire commence avec le post- doctorat d’Aurélien Bellet, réalisé en 2013-2014 dans l’équipe du Professeur Fei Sha de l’Université de Californie du Sud avant son recrutement chez Inria. « La création de LEGO nous a permis de pérenniser, formaliser et renforcer cette collaboration, mais LEGO : apprendre le langage naturel aux machines // focus > machine learning Apprendre aux machines à analyser un langage et des mots dans un grand volume de données pour en extraire de l’information et accomplir des tâches… C’est l’objectif des travaux de l’équipe associée LEGO : « Apprentissage de représentations pour le traitement automatique du langage naturel ». Créée en janvier 2016 pour une durée de 3 ans, LEGO associe l’équipe-projet Magnet* et l’Université de Californie du Sud. Un partenariat qui arrive bientôt à son terme et qui promet encore de belles avancées. machinelearning
  • 17. 17#07 JUIN 2018 * l’équipe-projet Magnet est commune avec le CNRS, l’Université de Lille − sciences humaines et sociales et l'Université de Lille − sciences et technologies. Au sein de l'UMR 9189 CNRS-Centrale Lille-Université de Lille − sciences et technologies, CRIStAL. aussi d’impliquer les compétences de l’équipe Magnet que j’ai intégrée après mes années de post-doctorat. » Les deux équipes travaillent sur les aspects fondamentaux de l’apprentissage automatique, ou machine learning, une branche majeure de l’intelligence artificielle. Pour mener à bien le projet LEGO, l’équipe Magnet apporte ses compétences en linguistique et structuration du langage, tandis que l’équipe du Professeur Fei Sha met à contribution son expérience en matière d’apprentissage profond, ou deep learning, et de traitement des images. Leur collaboration sur les aspects textuels et visuels de la représentation dulangagenaturelémergedelacréation de l’équipe associée. L’équipe associée va demander son renouvellement « Les retombées du projet LEGO sont très positives », affirme Aurélien Bellet. Tant et si bien qu’elles ont permis à Mélissa Ailem, docteure à l’Université Paris Descartes, de décrocher une bourse de post-doctorat Inria@SilliconValley pour se consacrer aux problématiques de l’équipe associée. « Mélissa nous apporte une expertise très spécifique sur les modèles probabilistes et fait le lien entre nos deux laboratoires... » L’équipe associée arrivera à son terme en fin d’année, mais les chercheurs envisagent de demander son renouvellement, notamment pour explorer le transfert automatique de représentations d’une langue à une autre. « Cet axe de recherche est très important, car pour certains langages peu usités, il n’existe pas de corpus de textes assez larges pour servir de référence. » Les chercheurs aimeraient également étudier l’évolution du langage naturel au fil du temps. «Lesensdesmotsévolue,denouveaux mots apparaissent, et il est essentiel de prendre en compte ces changements pour obtenir des représentations dynamiques du langage. » º team.inria.fr/magnet º utocat.com
  • 18. 18 // best-of Il ne fallait pas manquer... > Cours de Gérard Berry du Collège de France Le centre Inria Lille - Nord Europe a reçu fin janvier Gérard Berry, informaticien et professeur émérite du Collège de France pour son cours sur la photographie numérique. Ce cours intitulé « La photographie numérique, un parfait exemple de la puissance de l’informatique » a mis en avant la révolution qu’a connu cet art grâce aux avancées numérique. retour sur... > Daniele Calandriello, meilleure thèse IA de France Le prix de Thèse IA 2018 de l’AFIA (Association Française pour l’Intelligence Artificielle) vient d’être remis à Daniele Calandriello pour sa thèse Inria « Apprentissage séquentiel efficace dans des environnements structurés avec contraintes » réalisée au sein de l’équipe-projet Sequel. Son travail de recherche a suscité de nombreuses réactions dans le monde universitaire et économique, et l’équipe a ainsi été invitée par Stanford, DeepMind ou encore Amazon à venir présenter ses travaux. Ce prix lui a été remis ex-aequo avec Nawal Benabbou de Sorbonne Université / LIP6. > Géry Casiez, nommé membre junior de l’Institut Universitaire de France Professeur à l’Université de Lille et chercheur au sein de l’équipe de recherche Loki spécialisée en interaction Homme-machine, Géry Casiez a été nommé membre junior de l’IUF. Cette nomination récompense l’excellence des travaux menés. > Équipe Defrost : 2e place du concours RoboSoft Grand Challenge L’équipe-projet Defrost a participé à la conférence internationale en robotique déformable IEEE-RAS Robosoft 2018. Le concours RoboSoft Grand Challenge qui s’y déroule comprend deux compétitions : -Course terrestre : une compétition sur différents terrains avec évitement d’obstacles ; -Manipulation : une compétition axée sur une tâche de manipulation de différents objets. Ces deux challenges ont pour but de repousser les limites de la robotique déformable. Les participants venant de grandes écoles ou de grands laboratoires internationaux ont dû faire preuve d’innovation dans leurs propositions. L’équipe Defrost a remporté la deuxième place du concours RoboSoft Grand Challenge catégorie manipulation pour son bras articulé nommé Echelon3. > Gang Zheng, lauréat appel à projet EXPAND de l’I-SITE Université de Lille Nord - Europe Gang Zheng, chercheur au sein de l’équipe-projet Defrost, est parmi les lauréats de l’appel à projet EXPAND 2017 de l’I-SITE Université de Lille Nord - Europe. Son projet en robotique déformable est parmi les 8 projets EXPAND financés à concurrence de 200 k€ (incluant le recrutement d’un doctorant ou d'une doctorante). Ces appels à projets ont été lancés avec le soutien de la MEL et la collaboration de la SATT Nord.et sciences spatiales EUCASS. > Venue de la ministre Frédérique Vidal Frédérique Vidal, ministre de l'Enseignement supérieur, de la Recherche et de l'Innovation a été accueillie le 12 février par notre P.D.G. par intérim François Sillon et notre directrice Isabelle Herlin, au sein du Plateau Inria à EuraTechnologies. La ministre a pu découvrir durant toute la matinée notre activité de recherche et de transfert au travers d’une présentation de démonstrateurs technologiques et de la plate-forme InriaTech. PRIX et nomination
  • 20. 20
  • 21. 21#07 JUIN 2018 portrait Le parcours de Valéria Loscri reflète bien la dimension internationale de la recherche. Née en Allemagne, elle grandit en Italie où elle effectue sa thèse en systèmes de communication sans fil. Elle intègre ensuite le TITAN (Telecommunication & Information Theory for Advanced Networking) LAB de l’Université de Calabre, puis est accueillie en tant que chercheuse invitée aux États-Unis à Houston. En arrivant au centre Inria de Lille il y a quatre ans et demi, elle intègre l’équipe-projet Fun dont la vocation est de développer des alternatives aux modes de communication déjà existants dans le domaine des réseaux sans fil. « L’objectif global est de réussir à faire coopérer des dispositifs de différentes natures d’une façon autonome en limitant au maximum l’intervention humaine ». Dans le domaine des réseaux et télécommunication, l’exploitation de la lumière, appelée Visible Light Communication (VLC) et diffusée par exemple par LED, offre de nouvelles perspectives. Les atouts de la technologie VLC Av e c c e t te te c h n o l o g i e , l a lumière remplace les ondes électromagnétiques diffusées par exemple par le traditionnel réseau Wi-Fi, on parle alors de Li-Fi. « Dans ce cadre-là, on utilise la source lumineuse qui existe déjà, ce qui n’engendredoncpasdeconsommation supplémentaire. L’un des avantages de cette technologie est son côté green », précise Valéria. Les caractéristiques de la VLC lui donnent aussi l’avantage de pouvoir être exploitée dans des contextes multiples même là où les signaux électromagnétiques risquent de provoquer des effets néfastes. Elle peut garantir des liaisons de communication à haut-débit sans risque de perturbations sur la plupart des dispositifs de son environnement. Il est donc possible de profiter de ce type de communication, en toute sécurité, dans des lieux aussi sensibles, que les hôpitaux ou les avions. « On a aussi la possibilité de développer des applications sous l’eau. La lumière peut être une solution qui s’adapte à ce genre de situation », ajoute Valéria Loscri. Coexister avec le Wi-Fi Mais, même dans le cadre plus conventionnel de l’entreprise, la technologie VLC peut offrir de nou- velles possibilités. Le transport de l’information par la lumière peut dans ce contexte être utilisé en coexistence avec le Wi-Fi plus traditionnel des bureaux. Les deux technologies exploitées ensemble permettent ainsi d’améliorer la performance du réseau tout en réduisant la consommation d’énergie. Les chercheurs imaginent déjà facilement d’innombrables autres applications de la technologie VLC à l’échelle du grand public par exemple dans des lieux aussi fréquentés que des magasins. « Nous travaillons sur des systèmes de géolocalisation en intérieur. Grâce à la technologie VLC, en utilisant les sources lumineuses d’un magasin, il est possible de déterminer précisément où se trouve un client, et donc de lui envoyer des informations sur son smart- phone en fonction de sa position ». Mais l’exploitation de la lumière, comme canal de transport d’infor- mations, pose de nouveaux défis pour l’équipe Fun, notamment pour répondre à la problématique des inter- férences. « Dans une communication avec une ampoule LED, nous devons essayer de développer des algorithmes d’intelligence artificielle faisant s’adapter les systèmes d’une manière autonome aux changements d’envi- ronnements et aux interférences. », conclut la chercheuse. º team.inria.fr/fun Exploiter la lumière pour transporter de l’information Valéria Loscri
  • 22. 22 // rendez-vous Cette année, le centre Inria de Lille fête ses 10 ans ! Un anniversaire marqué par notre expansion au cœur de l’écosystème de la French Tech. Inria a fait l’acquisition d’un troisième bâtiment au sein d’EuraTechnologies afin de développer son activité de recherche au service du transfert et de l’innovation. Inscrite dans le contrat de plan État-Région, cette acquisition a été financée par Inria, la Région Hauts-de-France, la MEL et par l’Union Européenne avec le Fonds européen de développement régional (FEDER). Le bâtiment Place accueillera dès septembre deux de nos équipes de recherche, notre service transfert pour l’innovation et partenariats, ainsi que la plate-forme InriaTech favorisant le transfert de technologies vers les entreprises. En fin d’année, ce bâtiment sera également équipé d’un showroom de démonstrateurs technologiques, présentant les travaux des équipes de recherche de notre centre. Ces démonstrateurs permettront de découvrir les dernières innovations menées par nos équipes en matière de robotique, intelligence artificielle, traitement des données, Internet des objets, interaction Homme-machine et optimisation. Rendez-vous fin 2018 pour inaugurer le bâtiment Place et célébrer nos 10 ans de recherche au service du transfert et de la société. Retrouvez ces évènements et bien d'autres dans l'agenda du centre ! º inria.fr/lille EWRL 14 Du 1er au 3 octobre, ENSAM - Lille La 14ème édition du Workshop Européen sur l'apprentissage par Renforcement (EWRL) est organisée par l'équipe-projet Sequel de notre centre. L'objectif de ce workshop est de rassembler la communauté internationale de chercheurs travaillant surl'apprentissageparrenforcement(expertsmondiaux,doctorants,post-doctorants et industriels) afin de discuter des dernières avancées dans le domaine ainsi que des travaux en cours. Malgré de récentes avancées révolutionnaires sur le plan théorique mais aussi pratique avec par exemple le développement d'AlphaGo (premier programme à battre le champion du monde au jeu de Go), l'apprentissage par renforcement est un domaine de recherche en pleine expansion actuellement avec le développement d'applications qui impacteront de plus en plus notre quotidien : systèmes de recommandations, conduite autonome, robotique, etc. º ewrl.wordpress.com/ewrl14-2018 IWOBIP 2018 Du 18 au 22 juin, Centre Inria Lille – Nord Europe - Villeneuve d’Ascq Le deuxième symposium international sur la programmation à deux niveaux (IWOBIP) est organisé par l’équipe Inocs de notre centre. Il vise à rassembler la communauté travaillant sur la programmation à deux niveaux, une branche de l’optimisation. Ce sujet possède de nombreuses applications dans les domaines du transport, de l'énergie, de l'économie, des sciences de la décision, de l'environnement, etc. IWOBIP'18 comprendra des conférences plénières et des mini- cours, tous donnés par des chercheurs de renommée mondiale. º iwobip2.sciencesconf.org Célébration de nos 10 ans et inauguration du bâtiment Place
  • 23. Parc scientifique de la Haute Borne 40, avenue Halley Bât A - Park Plaza 59650 Villeneuve d’Ascq France (+33) 03 59 57 78 00 (+33) 03 59 57 78 50 º inria.fr/lille º contact-lille@inria.fr @Inria_Lille Découvrez les coulisses du centre au travers de notre Tumblr Between Us ! º inrialille.tumblr.com // Centre de recherche Inria Lille - Nord Europe // Plateau Inria, Euratechnologies Inria est présent au sein d'EuraTechnologies avec un plateau de 200 m² présentant les travaux de ses équipes de recherche. L’objectif est de favoriser les interactions entre la communauté scientifique, le monde économique et la société par le biais de démonstrateurs et d'un programme d’animation thématique proposé tout au long de l’année. Suivez les activités du Plateau sur Twitter @Plateau_Inria contact 23#07 JUIN 2018
  • 24. inria Lille – Nord Europe 10 ANS de recherche et de transfert Rendez-vous cet hiver : Inria renforce sa présence à EuraTechnologies.